物联网技术的研究精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇物联网技术的研究范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】物联网；互联网；信息交换和通信

一、物联网―概念

物联网（The Internet of things）的概念是在1999年提出的，它的定义很简单，把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

二、物联网―原理

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，无需人的干预。其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一部分是机场、公路、建筑物；另一部分是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

三、物联网―技术架构和应用模式

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，它的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

四、物联网―认知误区

（1）把传感网或RFID网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好，都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外，GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部。（2）把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。物联网既可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸，也可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网，也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网与互联网会有很大不同，类似智慧物流、智能交通、智能电网等专业网，智能小区等局域网才是最大的应用空间。（3）认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升，它从更高的角度升级了我们的认识。（4）把物联网当成个筐，什么都往里装。基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。

参考文献

[1]马建．物联网技术概论[J]．机械工业出版社，2011

篇(2)

关键词 物联网 感知校园 建设

中图分类号：TP393 文献标识码：A

作为第三次信息技术革命的代表，物联网为人们提供了感知世界的能力，为技术创新和社会发展提供了一个前所未有的机遇。目前，物联网在交通、安防、物流、工业、农业、电网、医疗、教育、环保等领域得到了广泛应用。其中，基于物联网技术建设的“感知校园”，将是未来院校教育管理发展与改革的方向。

1 物联网发展现状

物联网是在互联网、移动通信网基础上，利用各种感知设备或手段自动获取物理世界各种物体的属性及状态信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务体系。从2009年起，美、欧、日、韩等国相继投入巨资深入研究探索物联网，并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“物联网行动计划”、“U-Japan”、“U-Korea”等国家性区域战略规划。我国也高度重视物联网的发展，目前，已经成功将RFID、M2M、传感器等物联网技术应用于物流、建筑、电力、城市交通、工业生产、食品追溯、移动支付等方面。可以预见，未来十年物联网在全球将实现大规模的普及与发展，形成万亿美元级的信息技术产业。

2 基于物联网技术的“感知校园”建设分析

目前，大多数校园已经建立了成熟的网络环境，配发和安装了各种教学信息系统、管理信息系统，校园可视化管理和信息化建设有了长足的进步。但仍存在着不足，比如，监控系统由于感知手段单一，存在监控死角多、人工参与多等问题，离智能化相差甚远；各种管理信息系统一定程度上提高了工作和生活效率，但也存在信息重复采集、一人多卡使用不便等问题。

“感知校园”是物联网技术应用于校园信息化建设的重要方向，是校园现代化管理的标志，可以有效解决上述存在的问题。其基本原理是：综合利用二维码、RFID、无线传感器等技术，对校园内的人员、车辆、仪器设备等对象进行标识；利用安装在教室、实验室、图书馆、食堂、供水系统等基础设施上的信息识别设备读取上述对象标签中的信息，并通过有线、无线网络传送到信息处理中心进行处理；处理结果再通过网络反馈给被标识的对象以及校园管理、安保等部门。通过这个过程来实现师生身份识别、图书借阅管理、教学管理、校内消费、安全防护等多重功能。对于“感知校园”的功能分析，具体如下：

（1）智能人员管理。为校园所属人员配备“一卡通”，通过遍布校园的感应点，可以实现对所属人员24小时不间断、不留死角、全自动实时感知与定位。管理人员可以通过感知校园管理平台实时了解所辖人员在位情况，对学生、职工的出勤、外出情况进行有效管控，实现电子点名、智能查岗等可视化管理。

（2）智能安防。使用智能门禁系统，智能识别所属人员、车辆特征，有效防止不法分子潜入；通过遍布校园的智能摄像头，能够对进入重要区域的可疑人员进行识别和报警，确保校园安全；为重要资产嵌入射频卡，可以实时感知其所在位置，防止丢失带来的经济损失。

（3）智能图书馆。为馆藏图书安装被动式射频标签，取代原来的条形码，通过使用书架感应器或手持智能终端，可以实现对图书资料所在的书架进行快速定位，方便借阅和管理。

（4）智能车辆管理。通过为校园车辆安装电子标签、卫星定位装置等，实现对公务用车、私家车、自行车等的准确定位和实时跟踪，公务用车还可通过嵌入的各类智能传感器，监控其工作状态、完好情况等，从而实现对其精细化管理。

（5）智能绿化。通过传感器技术，可以对校园的空气湿度、污染指数等进行实时监控，保障校园环境质量；可以根据当天的温度、湿度，实现自动调节教室灯光强弱，智能灌溉校园绿地等；可以根据昼夜环境，自动关闭或开启路灯。

3“感知校园”建设需注意的问题

3.1 统一数据标准

目前，物联网用到的各类传感器、射频标签制造标准各异、互不兼容，造成感知信息的数据格式千差万别，难以高效管理和集中控制。应加强这方面的统一，制定规范的数据标准，使用兼容的信息系统管理软件，使得校园资源能够统一管理，感知到的数据能够共享和合并处理，以提高管控水平。

3.2 注重系统集成

目前，校园已经安装视频监控系统或其他信息处理系统，“感知校园”建设应着重考虑新建校园管理平台与原有信息系统的兼容性，从而减少重复建设，最大程度确保与已有系统的兼容性和衔接性。

3.3 控制建设成本

“感知校园”建设牵涉的感知对象种类多，各对象所需感知的信息复杂程度差别也较大，如果统一使用某种感知技术，不仅会造成大量信息冗余，而且会提高感知成本。应根据各感知对象不同特点，综合采用不同感知技术，从而有效节约建设成本。

参考文献

篇(3)

网络资源管理的核心任务是网络资源数据质量管理，网络资源数据规范、完整、准确是网络资源应用并体现价值的基础。但网络资源“准确率”不理想是困扰当前网络资源管理者的一个难题，主要原因是电信网络资源管理的设施点多面广，网络资源面向的录入、维护、使用人员众多，缺乏有效的闭环管控抓手，主要体现在以下几方面：

（1）存量资源普查缺乏管控手段。阶段性资源普查是提升资源数据质量最直接方法，但资源管理人员对资源核查人员的核查质量缺乏有效的验证管控手段，通常只能“以查代管”，但抽查的量有限，从而存在监管真空地带。

（2）增量资源入库缺乏管控手段。新建工程的资源录入环节是增量资源的源头，工程资源验收是对增量资源质量的管控点。但当前由于基层单位建维合一，存在既是运动员又是裁判员的问题，工程资源验收的未能有效执行，资源管理员缺乏对工程验收有效执行的监管手段。

（3）资源动态变更缺乏管控手段。日常资源动态更新的源头主要是业务开通及维护保障，但当前业务开通、维护保障普遍实现外包或代维，这些人员是否按单施工或未及时进行资源动态变更，缺少有效管控手段，从而无法在源头保证资源及时准确动态更新。缺乏闭环管控手段，往往造成网络资源先清后乱、先调后乱、先用后乱等问题，资源数据质量不高，影响到网络资源数据的应用，进一步影响资源价值的体现。

2解决方案

为了解决上述网络资源管理的瓶颈问题，通过引入物联网技术，以智能电子标签作为“人”与“资源”的交互媒介，结合电子工单流程，有效实现网络资源闭环管控，整体实施方案如下。

2.1制定技术方案

2.1.1技术选型

当前智能电子标签主要包括接触式EID标签、无线射频RFID标签及二维码标签等，二维码标签是当前互联网最流行，改造成本低，能够平稳过渡等优点成为本方案首选。

2.1.2编码规范

二维码采用标准的QR编码规范，因其解码实现的通用性，有利于二维码在更多的其他扫描工具中扩展。二维码的尺寸取决于模组的大小，其最小模组是21*21，可计算出二维码的最小尺寸：(21+8)*0.6mm=17.4mm（21为模组数，8为留白边区域，0.6为每模组的宽度），因此17.4mm*17.4mm是二维码的最小安全尺寸，低于这个尺寸，其密度增加，扫描终端难以识别。在当前最常用的尾纤标签为12mm尺寸的条件下，我们需尽量缩短编码密度，采用纯数字型数据格式，其每3位只占10bit，生成的二维码密度最低，能尽可能地提升扫描识别效率。因此制定二维码序列号（ID）的编码规范为：区域编码（6位）+资源类型（3位）+资源ID（10位），共计19位，采用纯数字编码，扩展方案为数字字符组合。

2.1.3技术方案

（1）翻译表解析法。每个资源实体唯一对应一个二维码标签系列号，每个资源实体与二维码的对应关系同时保存在翻译表中，包括二维码ID、资源类型、资源实体ID等信息，手机或其它二维码扫描工具读出二维码ID后，通过服务请求读取翻译表，获得资源类型及资源实体ID等信息后，再次通过服务请求获得资源实体的详细信息并进行展示。主要优点是：通用性强，使用灵活，不受存量资源ID或系统割接等影响。存在不足是：需经过二次服务请求才能获得资源信息。

（2）编码解析法。这种方法在二维码系列号编码时直接使用资源系统中资源实体ID作为二维码标签系列号后10位资源ID。手机或其它二维码扫描工具读出二维码ID后，通过手机APP进行编码解析出资源类型及资源实体ID，通过服务请求获得实体资源的详细信息并进行展示。主要优点：只需一次服务请求就能获得资源信息。存在不足是：受存量资源实体ID的限制，存量资源割接、升级改造等造成资源实体ID变更，造成原有标签无法使用的后果。考虑到当前资源系统不断升级改造，且随着通信技术不断发展，服务请求开销影响基本可以忽略不计，因此，翻译表解析法作为本方案首选。

2.2存量资源二维码标签的实施及质量管控

（1）存量核查：传统标签没有二维码标签信息，可以结合存量资源核查过程中同时推进二维码标签的粘贴或更换。为了节约成本，对于没有标签的或标签不规范的统一使用规范的二维码标签进行彻底更换。对于原来标签符合规范的，可以不用更换，只补充粘贴一小张只含二维码信息的标签。

（2）结果提交：资源核查完成后，通过扫描二维码标签进行核查结果的提交。手机核查系统提示资源核查人员进行核查设施的端口占用情况的拍照上传，同时系统自动生成该二维码对应设施的资源拍照信息，提交给资源验收人员进行验收确认。

（3）验收管控：验人人员对两张图的相符程度进行人员审核，并提交验收结论，系统对核查人员的核查工作进行评分，生成核查报表，相关结果纳入核查人员的考核，从而实现存量资源核查的闭环管控，有效保证资源核查质量。

2.3增量资源二维码标签的实施及质量管控

工程是增量资源的源头，保证源头的资源质量是避免资源前清后乱的关键。通过二维码的实施，能够有效实现增量资源的质量管控，具体如下：

（1）工程设计：设计单位通过流程找资源管理人员进行设施命名申请，资源管理人员对相关资源命名进行审核，并分配一个二维码ID给设计单位。设计单位根据规范命名进行相关工程的设计工作。

（2）工程施工：施工单位根据设计单位的设计图纸进行现场施工，根据设计单位提供的设施命名及二维码ID进行标签、标牌的打印，并进行现场标识工作。施工完成后提供图纸资料给建设单位，建设单位根据图纸提供的资源命名及二维码ID等信息进行相关工程资源的录入工作。

（3）验收管控：在工程初验阶段，资源验收人员到现场通过手机扫描待验收设施二维码标签，获取相关待验收设施的资源信息，核查资源是否与现场一致，并进行验收信息的提交，验收系统自动生成验收报告。对于抽验率及一次验收通过率等关键指标未达到阀值的初验环节将无法通过，同时相关指标纳入对建设单位的考核，从而对增量资源的质量有效闭环管控。

2.4资源动态更新的闭环管控

日常业务开通、维护保障等是网络资源动态更新的源头，通过二维码技术结合网络资源动态更新流程的优化，实现资源动态更新的闭环管控。

（1）现场施工：施工人员现场开通或修障过程中，通过手机APP进行相关工单信息的获取，通过手机APP进行二维码标签的自动生成及打印，进行现场施工及标签的粘贴。

（2）结果提交：施工完成后，施工人员对于粘贴的二维码标签进行扫描，同时根据拍照规范要求进行关键点的拍照上传，验收系统同时生成该二维码标签对应的资源的拍照信息，每张工单会自动生成一张电子维收工单给验收人员进行验收确认。

（3）验收管控：资源验收人员对每张工单进行验收，审核二维码标签对应的资源信息与拍照信息是否相符，未达到验收要求的按单考核到现场施工人员，从而实现资源动态更新的闭环管控。

3实施效果

篇(4)

一、物联网技术的含义

所谓的物联网技术是在一九九九年提出来的，国内外的不同专家和机构对其有着不同的定义，一般的共识就是：物联网通过射频识别、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按照协议约定，把所有物品与互联网连接起来，进行信息的通讯和交换，从而实现智能化的识别、定位、跟踪、监控、管理的一种网络。

目前我国物联网体系的雏形已经基本具备，具有十分典型的层级特征。一个完完整整的物联网系统包含信息的感知层，信息的汇聚层，信息的处理层，信息的运营层，信息的应用层。物联网存在六大关键性技术，但是目前而言，作为物联网系统最底层的感知技术和汇聚技术应用的速度快，范围广，推动着物联网系统结构的不断升级。

二、物联网技术下仓储管理系统的基本功能

物联网技术下的仓储管理系统是以射频技术为基础的，充分利用物联网的现金技术集成尖端的硬件设施和完善的软件系统来管理仓储环节。

智能化仓储系统的基本功能

物联网技术下的仓储管理系统，智能化的先进管理模式，可以自动而精确地获取产品信息和仓储信息；还可以自动生成并打印入库、出库清单；同时可以动态的分配货位实行随机存储，从而可以最大限度的使用仓储空间；而且还可以及时有效的查询库存数量、库存时间、库存位置；然后可以对仓储物品进行随机抽查盘点，综合盘点；最后可以实时的统计和汇总各类信息，输出统计报告。

（二）自动化的出库管理功能

当仓库收到销售部的订单或者发货通知后，出库管理模块自动的按照预定规则分组，区分先后顺序合理安排。按照订单要求，出库管理模块自动化的生成敛货方案，按照此方案安排订单敛货任务。管控人员按照射频终端的指引扫描货物、确认产品，并自动将其储存状态变更为待出库。

在产品出库时，由设置在仓库出口的出库读写器扫描产品的电子条码，并且通过数据的采集接口链接给出库李模块，自动化的生成出库清单与产品订单进行对比。若有差错，系统进行提示，提醒管理员进行清查更正，如若两者一致，便可以顺利出库，打印产品出库清单，对库存信息及时更新。

出入库的管理模式（图一）

（三）智能化的入库管理功能

入库管理是物联网技术下仓储管理系统的核心功能模块，通过本地数据接口、采集数据接口和远程数据接口与产品命名服务器等其他部分进行交互，实现产品入库自动管理功能。

产品在入库时就设置入库读写码并进行扫描，自动的形成产品入库清单，然后通过本地的数据接口将入库信息及时更新到本地数据中心（所谓的本地数据中心就是仓储系统存储维护本地库存信息的数据库）。入库管理功能是按照最佳的储存方式，选择空货位，通过射频终端进行数据传送，及时的确定将货物放置在正确货位，就位后扫描电子标签，打印入库清单，确认货物存储，以方面日后订单发货。

（四）智能化的库存控制功能

库存管控模块根据系统确定的管控策略生成决策方案，当实时库存量高于或者低于库存限量时便会自动报警，库存管理员据此适时的进行补购或者取消订单。

在库存管理模块可以对库存进行准确真实的统计，根据出库、入库、库存的信息完成库存管理的日报、月报和年报。自动对各个分库、班组、站所等基层工作单位的工作情况进行统计，方便查询和管控。

三、物联网技术下仓储管理系统的设计

仓储是物流管理环节的重要部分，其产生的原因主要分为主动存储和被存储。主动存储包括时间差异、战略考虑和市场因数；被动存储主要涉及到管理失误、不可抗因素和供需脱节。仓储管理所研究的内容主要是仓、储、物、环境四个方面：仓所指的是存储环节所需要的设备设施；所谓储就是出入库业务，在库业务和仓储规划；物就是指仓库内的货物和人的管理；环境就是指仓库，物品活动所涉及的外在条件。

（一）软件设计环节

根据实际操作中的要求，仓储管理的软件设计必须具备以下七大功能：一是，业务管理模块，对物品的入库、出库、移库、盘点等业务进行改进和优化，避免传统仓储所存在的弊端，并且进行仓库分析、物品分析和任务指派；二是，设备管理功能，利用硬件平台和软件平台将收集的信息进行分类处理，作为中间件及时的分配到不同模块进行处理；三是，安全管理模块，仓库的管理包括商品安全和仓库安全，安全管理主要包括权限管理、设备管理、物品管理和环境监控；四是，数据管理模块，这一模块的功能是进行数据的查询、更新和备份；五是，协作管理模块，主要是进行内部管理和外部管理，然后将内外部管理结合起来；六是，基本信息模块，仓储系统中最为基本的信息包括人员信息、设备信息、物品信息，这一模块根据其他模块的反馈及时更新用于日后的统计查询；七是，电子地图模块，实时显示仓储的真实情况，了解设备运行状况和人员的工作状况，提高仓储工作效率。

软件设计模块（图二RFID：标签）

（二）硬件布局方案

将来仓储的发展趋势是多功能的混合应用、智能化、集约化和自动化。根据其功能结合物联网技术实现各个模块的功能所涉及到的硬件设备主要有：一是，在每道门口安装的感应器，作用不同的门安装不同的感应器设备；二是，库控动作人员所穿戴的RFID标签工作服、叉车车载读卡器；三是，在各固定货位、托盘、特殊仓库等地方安装的电子标签，方便货物盘存和货位选择；四是，仓库内安装的各种环境的感应标签，目的是满足货物的安全和存储要求；五是，防火、防水、通暖、通风等辅助设备。

将物联网技术运用到仓储管理的所有环节，对管理系统的软件、硬件提出设计方案，建立智能化、自动化的仓储管理系统。如今物流仓储管理还存在一定的弊端和漏洞，恰当的引进和发展物联网技术，可以补充其不足，也可以为物联网那个技术在其他物流供应环节的利用起到示范带头作用。

参考文献

[1]苗云飞.我国仓储物流业发展现状和趋势.[J].现代物流.2009：56-57.

[2]孙晓波.物联网概念和演进路径[J].电信工程技术和标准化.2009：12-14.

[3]郑平标，候海永.RFID技术在仓储管理系统中的应用[J].铁道货运.2005：18-21.

（作者单位：中北大学）

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[关键词]物联网技术；校园智能超市；射频识别技术；系统设计

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.20.033

1 引 言

随着学校规模的日益扩大，学生群体的不断壮大，一般的校园小卖部已经难以服务日常消费需求旺盛的大学生群体。巨大的消费潜力和商机，吸引了更大型的零售商的进入，校园超市也应运而生。但在校园超市的发展过程中也存在着运作效率不高、管理不合理等问题，加上学生群体的购物消费习惯和达到超市的时间分布特点，造成校园超市在经营上出现良莠不齐的情况，成为不少学校管理层的难题。

随着计算机技术的高速发展，物联网技术的出现给上述问题的解决提供了相应的技术基础。ITU对物联网的定义为：物联网实现物到物（Thing to Thing：T2T）、人到物（Human to Thing∶H2T）和人到人（Human to Human：H2H）的互联。[1] 通过射频识别、传感器、全球定位系统、移动电话等设备，按约定的协议，将世界上的所有物体全部连接到信息网络中，[2]以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送和智能处理。[3]早在2003年，麦德龙在德国开办的第一家“未来超市”的销售模式和应用的技术正是基于RFID的物联网超市的概念和技术实现的。[4]2003年，沃尔玛首次提出用RFID技术取代传统的条形码，成为超市商品的信息载体，其他的零售商巨头如Tesco、麦德隆等也紧跟沃尔玛之后。

本文以物联网技术为支撑技术，以传统校园超市为改造平台，以实现校园超市的智能化运行为目标，融合了无线射频识别技术等物联网技术、计算机通信网络和数据库管理技术，实现消费者目标商品的快速查询和定位、快速自主结算和货架商品盘点统计等智能作业。

2 基于物联网技术的校园智能超市总体架构

基于物联网技术的校园智能超市主要由智能购物车系统、智能超市货架系统、智能自提柜系统、智能结算通道系统、智能拣选系统和虚拟购物系统[4]等智能子系统组成，涵盖了消费者进入超市―选购商品―结算―离开超市的整个购物过程。

智能超市最大的特点是使用RFID技术，超市每件商品上都贴有RFID电子标签，标签内存储有商品编码、价格、生产日期、成分、产地等详细商品信息；[5]超市管理员不需要对每件商品进行人工扫描盘点，就可以完成对在库、在架商品的盘点、补货和统计作业，节省大量人力物力和时间，提高作业效率。消费者进入智能超市购物，进入超市后可通过智能购物车进行身份识别并进入服务系统，在智能超市系统上完成热销商品推荐、目标商品定位、购物车定位、相关商品信息等导购操作；选购商品时消费者可通过扫描贴在商品上的电子标签或条码，并通过智能购物车显示屏读取到商品信息；在选购完成后，消费者无须在收银台前排队等待结算，智能购物车可以对车里贴有电子标签的商品进行自动结算，完成支付；同时消费者也可选择走结算通道，自主扫描商品条码，并完成支付。同时安置在宿舍楼、食堂等人群密度高的校园区域的智能自提柜，可以避免学生教职工由于上课工作等原因无法及时领取快递的情况，使得取件时间更加灵活、更具柔性。各子系统如下图示：

图1 校园智能超市系统分部

3 校园智能超市系统功能设计

校园智能超市以物联网技术为支撑，旨在构建智能、高效、先进的校园超市购物体验。本文主要对智能购物车系统、智能超市货架系统、智能自提柜系统、智能结算通道系统的构建和实现进行设计和研究。

3.1 智能购物车

智能购物车包括购物车体和车载智能终端两部分。其智能终端具有RFID识别、WIFI数据传输、语音提示、高清晰多媒体播放等多种功能。主要实现的功能有：

身份识别功能：扫描用户卡后可以识别持卡人身份信息，消费卡信息以及购物历史。

商品溯源功能：智能购物车终端内封装RFID读写器，可以扫描读取商品标签，通过无线网络从服务器数据库获得商品生产日期、生产厂家等信息。

商品导购功能：智能终端可以向消费者推荐热销商品、打折优惠商品，还可以通过历史购物信息的数据挖掘向消费者推荐相关商品。

商品定位功能：智能终端可通过读写器识别商品的位置信息来确定用户的位置信息，并通过超市地图指引消费者找到商品。

消费查询功能：可以查询用户本次购买的商品名称，数量，价格以及核算购物车里的总价格。

结算功能：智能终端通过车载读写器读取商品信息，完成价格核算后在进行结算。

压力测控功能：智能购物车底座安置的压力传感装置可测出车内的商品重量，防止个别商品的遗漏和未结算等诚信问题。

3.2 智能超市货架

3.2.1 面向消费者

查询功能：智能超市货架带有触摸屏设备，购物者可通过触摸屏设备可查看商品信息，并进行语音导购。

自助结账功能：为智能购物车、非智能购物车用户完成自助式结账收银操作（通过RFID读写器及条码读写器，逐个读取商品信息，完成结账）。

3.2.2 面向超市后台管理

监控功能：向后台超市管理员提供商品放置时间、离开时间、每层货架商品放置状态等信息。

补货报警功能：系统设置了在架商品数量最低控制线，当货架上的商品数量达到临界状态的时候，智能货架系统可以向后台管理员发送补货提醒，管理员按照指示向相应的缺货货架进行补货。[5]

信息共享功能：货架信息支持实时多终端信息共享，提供数据接口。

安全报警功能：能够感知环境状态，并进行异常报警。避免失窃等情况的发生。

3.3 智能自提柜

身份验证功能：智能自提柜主控单元可以根据取件人输入的验证码自动识别验证取件人身份，核实无误后将自动打开单元格，让取件人取走订单商品。

存放保管功能：智能自提柜可解决取件人因各种原因不能按时取件的问题，提高了取件时间的柔性，在待取件期间对商品进行保管，没有正确验证码无法打开单元格取走商品。

3.4 智能结算通道

自主结账功能：利用RFID技术，实现快速扫描并完成自主结算，无须排队等候，无须收银员操作。

4 校园智能超市关键技术实现

4.1 硬件设计

4.1.1 智能购物车系统

随着消费者需求日趋个性化，商品功能细分不断深入，满足消费者需求的同时也带来了选购的麻烦，如何在浩如烟海的商品市场中，便捷、快速、准确地找到真正适合于自己的商品呢？智能购物车系统能够解决这个问题。

（1）运行流程设计。智能购物车系统是基于RFID技术与WEB平台的个性化导购系统，它以客户需求为基础，当客户进入商场时，使用购物车上方智能识别装置识别顾客身份，后台智能算法获取顾客个性化的信息，包括喜好特点、生理特征、购物历史等，并以此为依据进行商品的自动选购，并以语音播报的形式，引导用户定位到合适的商品及所在货位、查询商品详细资料、进行消费结算等，从而实现个性化的导购服务。

（2）系统架构。智能购物车车载智能终端主要由智能超市软件系统、显示屏和发卡器组成，通过WIFI信号进行通信连接，利用RFID技术进行商品识别和消费者身份识别。显示屏显示系统软件操作界面，发卡器读取商品上的电子标签信息、获取消费者身份，并完成结算通道的自主结算。

4.1.2 智能超市货架系统

随着消费者购物需求日趋个性化，商品功能细分不断深入，满足消费者需求的同时也带来了选购的麻烦，同时消费者希望对商品信息的充分了解，如何给消费者方便地了解商品信息、超市的优惠信息，以及如何通过智能货架的实时变化有效反馈给后台管理人员，智能货架系统能够解决这个问题。

（1）运作流程设计。智能超市货架能够完成货架上商品实时监控。记录商品放置时间、离开时间、每层货架商品放置状态。货架设备能够感知环境状态，并进行异常报警。自动将补货信息通过网络传送到仓库管理服务器；智能货架设备能够感知环境状态，并进行异常报警。智能超市货架带有触摸屏设备，购物者可通过触摸屏设备可查看商品信息，并进行语音导购。

（2）系统架构。智能超市货架通过天线和RFID读写器识别货架上的商品电子标签信息，统计货架上商品种类和数量并反馈给超市管理员，实现对超市货架上架商品的实时动态监控。同时消费者可通过显示屏查询商品的详细信息。

4.1.3 智能自提柜系统

智能自提柜在智能超市解决方案中主要起到配合虚拟购物线下存放订单商品、等待消费者取件。消费者取件后有专门的订单复核人员检查核实订单商品，并收取订单商品价钱。

智能自提柜系统主要产品主要由柜体、单元格和主控单元三部分组成，主控单元包含内部微型计算机、液晶显示屏、操作键盘、读码器等主要部件。内部微型计算机控制箱柜存取操作。

4.1.4 智能结算通道系统

（1）运行流程设计。RFID自主结算系统主要由RFID结算通道和智能超市前台软件系统组成，能够提供快速的结账服务，系统利用UHF RFID技术，扫描人员卡信息与购物车内的货物信息，首先识别人员RFID卡，进入相应会员的资料中，然后RFID扫描通道扫描购物车中所有商品RFID标签，统计购物车内的商品数量，并对应数据库中的价格，判断是否折扣，最终将价格进行核算。

（2）系统架构。RFID结算通道在扫描到购物车里的商品标签后自动进行数量统计和价钱加总，并将信息反馈至中心服务器，消费者通过操作智能超市前台系统进行结算，并由系统扣除消费者消费卡里的相应金额，完成结算支付。

4.2 软件设计

4.2.1 智能购物车系统软件设计

当顾客进入超市，在购物车的平板电脑上会看到刷卡界面，在智能购物车的发卡器上刷自己的会员卡，可以自动识别自己的身份从而以会员的身份登录到超市的系统。其中，商品追溯和购物地图界面如下：

（1）商品追溯。点击商品追溯功能选项，如下图位置，可以查看商品详细信息。点击详细信息后，出现下图界面：

图2 软件追溯界面

（2）购物地图。购物地图为顾客提供出超市的3D布局图，让顾客对于自己的位置和所需商品的位置有了更加直观的了解，提供智能超市实时定位功能，从而为顾客规划自己的购物路线提供了方便，节约了时间。界面如下：

图3 软件定位界面

4.2.2 智能超市货架系统软件

智能超市后台管理软件是面向在智能超市后台综合管理与采购中需要使用的客户端软件，该软件可是实现用户管理、商品管理、订单管理、销售管理、盘点管理与系统管理功能。使用该软件能够帮助用户完成智能物流系统中使用物联网技术的智能超市后台所有环节，该软件与智能超市前台管理系统进行信息交互，共同配合，完成整体智能超市管理功能。其中，销售管理、盘点管理界面如下：

（1）销售管理。可以查询销售历史，也可以按照商品名称、时间查询订单查询销售统计。

图4 软件销售管理界面

（2）盘点统计。点击盘点统计按钮，可以输入查询条件，也可直接在【在库信息栏显示】中选择商品点击，可以进行盘点统计也可以进行商品追溯。通过柱形图和饼状图清晰地看出单品的总数量和在库数量以及不在库数量和在库数量。

图5 软件盘点统计界面5 结 论

本文针对校园超市的实际运营情况，结合传统超市的日常业务运行，基于物联网技术，搭建了一种以智能购物车系统、超市智能货架系统、智能自提柜系统和智能结算通道系统为服务平台的，运作灵活、运营高效、功能完整的校园智能超市，实现了校园超市的智能化改造，给校园超市的高效、创新运营提供了一种切实可行的解决方案。

参考文献：

[1]ITU.ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R].Tunis，2005.

[2]朱洪波，杨龙祥，朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2011，31（1）：2.

[3]孙其博，刘杰，范春晓.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：3-4.

[4]李春华.基于RFID技术的智能超市构架方案[J].软件工程师，2010（2）：14-116.

篇(6)

(一)物联网的关键技术感知与识别技术。物联网的感知与识别技术主要实现对物体的感知与识别。常用的识别技术包括射频识别RFID技术、二维码技术、GPS定位技术、红外感应技术、声音及视觉识别技术、生物特征识别技术等。常用的感知技术主要通过在物体上或物体周围嵌入各类传感器，感知物体或环境的各种物理或化学变化等。通信与网络技术。物联网涉及的通信与网络种类有有线网络以太网、互联网;无线短距离网络有WIFI、蓝牙、ZigBee、RFID;无线长距离网络有GSM、GPRS、WIMAX、3G/4G移动通信网络等。信息处理与服务技术。信息处理与服务技术主要解决感知数据如何存储、如何检索、如何使用、如何不被滥用的问题。物联网的信息处理与服务技术主要包括数据的存储、数据融合与数据挖掘、智能决策、云计算、安全及隐私保护等。

(二)物联网的体系结构1.感知层。主要实现对物体的全面感知，识别或者定位物体，采集物体信息等。感知层主要包括二维码标签、RFID标签、RFID读写器、摄像头、各种物联网终端、GPS定位设备、各种类型传感器或无线传感器网络等。2.传输层。负责感知信息的传输或控制感知信息的传输，物联网通过网络，将感知信息传输到更远的地方。传输层包括各种有线和无线组网技术如互联网、移动通信网、蓝牙、红外、WIFI、ZigBee无线传感器网络等。3.管理服务层。管理服务层位于感知和传输层之上，应用层之下，主要对感知层通过传输层传输的信息进行汇聚、存储、分解、合并、数据分析、数据挖掘等智能处理，并为应用层提供物理世界所对应的动态呈现等。其中主要包括数据库技术、云计算技术、智能信息处理技术、智能软件技术、语义网技术等。4.应用层。应用层实现物联网的各种具体的行业应用并提供各种服务，目前各个行业都需要物联网技术。应用层根据某一种具体的行业应用，借助感知层、传输层和服务管理层共同完成应用层所需要的具体服务。

二、基于物联网技术的产业集聚区服务平台

(一)目的意义产业集聚区是产业集群发展的有效途径，是推动经济发展的重要支撑点，因此加快产业集聚区的发展，是实施“以产业化带动经济发展”战略的迫切要求。加快产业集聚区信息化建设，以信息化带动产业化是加快产业集聚区发展的重要内容，产业集聚区信息化建设是实现经济快速发展的重要手段。

(二)目标分析产业集聚区聚集着众多生产企业，多数生产企业无法承担信息化建设所需的大量人力物力财力的投入，企业信息化水平普遍较低，制约了生产企业的发展同时也给产业集聚区的管理带来的很大的负担，建立基于物联网技术的产业集聚区服务平台可以降低企业信息化成本以及信息化过程中的风险，提高资源的利用率及企业的核心竞争力，增强产业集聚区的招商吸引力，促进产业集聚区的经济发展。济源市玉川产业集聚区规划总控制面积26km2，定位于打造“新兴的新能源和有色金属深加工基地、化工深加工基地、循环经济示范区、生态园林产业园”，主导产业定位是有色金属深加工、化工深加工、太阳能光伏等产业。力争2015年实现打造中原地区最大的有色金属深加工基地、区域新兴的新能源及能源基地、中原重要的化工基地，成为循环经济示范区、生态园林产业园，成为济源重要的经济增长极”的目标。玉川产业集聚区为了提高资源的利用率及企业的核心竞争力，增强产业集聚区的招商吸引力，促进产业集聚区的经济发展，计划建立一个产业集聚区服务平台，建设目标如下:通过服务平台的建设，帮助产业集聚区在信息化方面建立统一的组织管理协调架构、信息服务平台、业务管理平台和SaaS服务平台。通过物联网技术把不同应用系统平台整合进服务平台，以服务平台为枢纽，使产业集聚区在信息化方面形成一个紧密联系的整体。服务平台建设可以让产业集聚区以及区内企业获得高效、协同、整体的效益。

(三)平台架构基于物联网技术产业集聚区服务平台采用基于分层体系架构，该服务平台将应用以云服务的方式提供给产业集聚区内的入驻企业，企业按实际需要购买和使用云服务，这样就有效的降低了企业信息化建设的门槛和风险，并具有丰富的可扩展性，企业可以根据需要定制不同的信息化应用服务。产业集聚区服务平台架构，如图1所示。

(四)分层构建目标硬件平台层该层是服务平台的最底层，主要有虚拟化服务器集群、传感器、摄像头、ZigBee、RFID等物联网终端组成，硬件平台层使平台具备能够对产业集聚区各类资源实行全面自动化信息采集全程状态监控及海量数据处理的硬件基础。数据资源层数据资源层由基础数据、感知数据、业务数据和决策数据组成，数据资源层的构建目标是应用物联网与云计算技术中的大数据存储管理和资源调度技术对海量数据资源进行统一、高效、安全的分布式组织存储和管理，形成高性能可伸缩的数据管理调度模型，并向应用服务层提供统一、易用的调用接口。应用服务层应用服务层由信息服务平台、业务管理平台、云服务平台组成。信息服务平台是产业集聚区公共服务平台，主要由信息服务系统、客户管理系统、电子商务系统组成;业务管理平台是对产业集聚区的各项安全、环境、低碳数据进行监测评估的平台，主要由安全监控系统、低碳监测与评价系统、环境监测与评估系统组成;云服务平台是为集聚区入住企业提供定制服务的平台，主要由企业信息管理系统、企业运营管控系统、集聚区增值服务系统组成。应用服务层为集聚区入住企业提供多样化的应用服务，入住企业可以根据企业实际经营管理需要任意定制所需要的应用服务。用户访问层用户访问层构建目标是建设为终端用户服务的产业集聚区综合服务网站，集聚区入住企业、客户、个人等用户通过各种网络终端便可访问相关应用服务而不需要下载安装或维护任何软硬件。

三、结语

篇(7)

【关键词】电缆井 智能主机 采集单元 物联网取能 CT 监测预警

1 引言

随着城市电网电缆化率的不断提高，电缆沟井里程数明显增多，电缆井故障成为了影响供电可靠性的关键因素。电缆沟井位于地下，难以通过直观肉眼观察的方式进行巡视查看，需要更为有效的手段，来提升电缆井的状态监测水平，实现状态安全提前预测，及时预防、超前预警。

2 国内外发展现状

目前，国内外开展的研究应用主要实现了对电缆沟井内测温，可燃气体监测，积水、防火、视频监测等目标，但仍存在监测形式单一，工程量大，监测、安装范围局限，监测数据不能进行实时分析、处理及存储等缺陷。为有效提高电网运行的安全性和供电可靠性，迫切需要研发一套新的电缆井状态监测终端及可靠的数据收发、分析、管理、预警主站系统。

3 架构及关键技术

随着技术的发展和进步，数字化电子技术和物联网技术在国内高速发展，为电缆井综合状态监测和预警技术的研究与应用提供了强大的支持。基于边缘科学概念，进行技术融合和集成，将分体式传感技术、可持续供电技术、物联网通讯技术、信息处理技术、地理信息技术和移动作业技术等引入到电缆井内状态监测及预警业务中，将电缆井监测节点网络架构与物联网相连，实现电缆井运行全工况信息交换，帮助管理人员和技术人员突破时间和空间的约束，掌控现场一手数据，提高电缆井实时监测、预警、响应和运维水平。

3.1 监测终端

监测终端由采集单元、智能主机两部分组成，二者采用RS485有线模式进行双向数据传输，实时交互，使监测终端具有全面感知，智能处理和可靠传输的功能。

采集单元分为井盖位移，环境温湿度监测、有害气体监测、可燃气体监测、水位监测、火灾探测、电缆接头测温等模块，周期性采集电缆井的状态数据，并上传至智能主机。智能主机接收到采集单元上传的数据后，进行汇总，通过ZigBee网络，经最近的智能主机向主站系统上传数据。若最近的智能主机通讯异常，则搜索通讯范围内（可视距离2000米）的其它智能主机，建立新的传输路径，进行数据传输。

考虑到在产品试点或推广前期时，电缆井监测节点与主站系统可能存在距离过远的情况，智能主机主控板兼容APN（基于GPRS的VPN）通讯模式，设定为主节点的智能主机，可以通过3G/4G等GPRS通道将区域性数据上传至主站系统。

3.2 主站系统

主站系统一般部署于变电站或自动化机房，通过ZigBee网络或APN网络，与监测终端进行双向组网通讯，实现对所管辖范围内的电缆井综合状态的监测和预警。

主站系统基于地理信息GIS平台开发，相关数据接口及业务分析模块采用JAVA开发，封装为后台服务。当后台数据接口进程接收到智能主机上传的信息后，自动进行拓扑，实现监测网络重构。启动业务分析模块，进行电缆井各状态分析，当发现模拟量数据越限或开关量状态变位后，立即评估告警等级，并启动告警业务，在GIS界面点亮相关电缆井，显示其具置和预警内容，同时通过短信告警平台，提醒电缆井相关责任人尽快处理安全隐患。

3.3 关键技术

3.3.1 监测终端续航力设计

采集单元是分体式微型设计，由智能主机一体化供电，周期性采集状态正常数据，连续性采集状态异常数据，因此，其自身的设计应满足低功耗的要求。与此同时，电池的设计也应能连续工作。

开发电池管理系统（BMS），优化充电、用电效率，提高电池利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态，对电缆井状态监测及预警技术的实现不可或缺。

智能主机采用高性能锂电（单一电源供电周期不低于一个月），同时配套取能CT装置，为适应不同应用环境（负荷电流），取能装置采用双线圈设计。

当CT取能装置正常工作时，BMS系统向监测终端稳定供电，满足智能主机及采集单元应用。同时，监测锂电池状态，当锂电池处于需要充电的状态时，BMS系统同步进行锂电池充电。锂电池充满后，BMS系统切断其充电电路。

3.3.2 信号传输可靠性技术

信号的强度和质量直接影响电缆井状态监测数据的正常传输。电缆井周围电磁干扰复杂严重，智能主机分布分散，为保障数据的正常传输，智能主机的通讯设计不但要满足相互之间在多层信号屏蔽的情况下信号强度衰减幅度小的要求，而且要具有多层次抗电磁干扰的功能。另外，辅以增强型通讯模块及高灵敏延长天线，合理选择天线的安装位置，切实保障数据传输正常。

3.3.3 系统自检技术

为保障系统可靠运行，达到预期目标，得到理想的运行效果，自检技术尤为关键。电缆井状态监测终端设计自检功能，周期性运行，保障智能主机和采集单元的正常运行。电缆井状态监测预警主站系统建立软件进程监测和管理功能，一旦发现进程异常，则自动关闭该进程后重新启动。

在独立自检基础上，整体系统实现自检，校验各个组成的运行状态，通过系统设定主站定期召唤监测终端和监测终端定期上传状态的任务，保证系统监控人员、管理人员及时掌握所辖范围内智能主机和采集单元的运行状态，如果发现异常，启动告警流程。

4 小结

电缆井状态监测及预警系统已经在新野电网成功进行试点应用，实现了对电缆沟井内的温度、湿度、有害气体、有毒气体、积水水位、火灾烟感、井盖移位、电缆接头温度等数据的实时采集和在线状态分析，并对出现异常及安全隐患的情况立即提醒电缆井相关责任人尽快处理，为有效预防和控制电缆井安全事故起到了很好的预警作用。

实践证明，电缆井状态监测及预警系统适合在电力系统、电力专网中进行大范围的推广和应用，发挥重要作用，有效提高电缆供电的可靠性和安全性，产生显著的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]郑坤.动力电池模组信号采集与快速充电策略研究[D].电子科技大学（博硕论文），2012.

作者简介

姜晓华（1966-），现为国网河南新野县供电公司高级工程师。研究方向为电力管理与服务。

高洪杰（1975-），现为国网河南新野县供电公司高级政工师。研究方向为电力管理与服务。

林江（1980-），现为南京德软信息科技发展有限公司高级工程师。研究方向为电力系统科技研究开发和应用服务。

蔡会会（1987-），现为南京德软信息科技发展有限公司工程师。研究方向为管理科学与工程。

作者单位